酒泉卫星发射中心东风商业航天创新试验区近日迎来一场备受关注的航天发射任务。由中国航天科技集团八院主导研制的长征十二号甲(CZ-12A)可重复使用运载火箭首次执行飞行任务,成功将载荷精准送入预定轨道,但一级火箭在垂直回收过程中出现异常,未能实现预期的软着陆目标。
此次发射前二十天,民营航天企业蓝箭航天的朱雀三号遥一运载火箭已在同一发射区域完成首飞。虽然成功实现入轨目标,但一级火箭在着陆段点火后出现异常燃烧,最终残骸坠落于回收场坪边缘,垂直返回回收试验同样未能成功。两次任务接连受挫,凸显出可回收火箭技术面临的巨大挑战。
长征十二号甲基于去年成功首飞的长征十二号改进而来,采用两级串联设计,箭体直径3.8米,全长约62米,起飞质量约433吨。一级火箭并联7台由安徽九州云箭研制的“龙云”液氧甲烷发动机(型号LY70),这是该型商业发动机首次应用于“国家队”火箭。“龙云”发动机单台地面推力约686千牛,具备32%至106%的宽幅推力调节能力,设计重复使用次数超过50次。这种推力调节范围对回收着陆至关重要,因为火箭一级返回地面时需要精确控制发动机在极低推力状态下的工作,才能实现软着陆。
二级火箭配备1台真空版YF-209液氧甲烷发动机(YF-209V),负责在一二级分离后继续加速,将载荷精准送入目标轨道。长征十二号甲的近地轨道运载能力约12吨,700公里太阳同步轨道运力约7.3吨,这一运力等级恰好满足当前低轨星座组网的主流需求。无论是中国的“千帆星座”还是未来的“星网”计划,都需要大量中等运力、高发射频次、低成本的运载工具。
液氧甲烷推进剂组合已成为当前可重复使用火箭的主流选择。相比传统推进剂,甲烷燃烧后几乎不产生积碳残留,发动机回收后无需大规模清洗维护,理论上可以实现快速周转。SpaceX的星舰采用猛禽发动机、蓝箭航天朱雀三号搭载天鹊系列发动机,均选择这条技术路线。长征十二号甲采用液氧甲烷推进剂,既顺应技术发展趋势,也为未来实现“航班化”发射奠定基础——按照设计目标,这款火箭理论上可在24小时内完成再次加注并执行下一次发射任务。
回收流程是此次任务的技术核心。根据公开信息,长征十二号甲一级火箭在与二级分离后,需通过四次发动机点火进行姿态调整和减速,最终在位于甘肃民勤的回收场实现垂直着陆。回收场距离酒泉发射场约250公里,着陆精度要求控制在10米以内。火箭一级箭体安装了栅格舵、边条翼和回收支撑腿等硬件,其中栅格舵在再入大气层时提供气动控制,支撑腿则在最后着陆阶段展开,支撑箭体稳定落地。这套技术方案与SpaceX猎鹰9号的回收路径高度相似,而猎鹰9号当年也是在反复失败中才逐步掌握关键技术细节。
在本次发射前,相关回收技术已进行长期验证。2024年6月,航天八院在酒泉完成10公里级垂直起降飞行试验,验证了大长细比箭体的飞行稳定控制技术。今年1月,团队又在山东东方航天港进行75公里级“龙行二号”试验,虽然结果未完全达到预期,但积累了宝贵工程数据。12月6日,长征十二号甲在发射场完成一子级全箭静态点火试验,这是发射前最后一道关键验证环节。尽管技术储备充分,但实际工程中仍存在难以预见的挑战。
国际航天领域的发展历程表明,可回收火箭技术需要长期积累。SpaceX的猎鹰9号2010年首飞,直到2015年12月才首次实现一级火箭陆上回收成功。此前多次尝试在海上平台着陆均告失败,问题包括火箭速度过快硬着陆解体、姿态失控倾覆爆炸、液压机液体耗尽导致着陆腿无法正常工作等。2016年4月,猎鹰9号才首次实现海上平台回收成功。即便作为全球可回收火箭技术的开创者,SpaceX从首飞到回收成功也用了五年多时间,期间付出大量试错成本。
今年1月,蓝色起源公司发射新格伦火箭,首次轨道级回收试验同样失败,直到11月才首次实现第一级海上回收。朱雀三号12月3日首飞时,从现场视频画面看,一级火箭的再入轨迹控制和姿态保持表现良好,落点接近目标位置,问题出在最后着陆段点火环节——发动机疑似出现再点火异常或燃烧室压强不足,导致火箭未能实现软着陆。蓝箭航天事后表示,残骸着陆于回收场坪边缘,说明制导控制精度已达到较高水平,仅差最后关键一步。
两次失利反映出中国可回收火箭技术在“最后着陆段”仍有提升空间。目前入轨能力和制导控制精度已达到较高水平,但着陆段的发动机可靠性和整体系统协调性仍需优化。火箭一级在高速返回时需多次点火减速,每次点火都意味着发动机在极端工况下重新启动,任何微小故障都可能导致失败。朱雀三号使用蓝箭自研的天鹊发动机,长征十二号甲使用九州云箭的“龙云”发动机,两款发动机均为首次执行轨道级回收任务,缺乏真实回收工况下的迭代验证。
从产业视角看,一个月内两款可回收火箭相继首飞且均未完成回收目标,既凸显技术挑战,也展现发展机遇。悲观者认为这证明技术差距仍然存在,乐观者则指出中国民营和国家队正在同步发力,竞争将加速技术迭代。可回收火箭技术的复杂度决定了其发展不可能一蹴而就,SpaceX和蓝色起源都经历过反复失败阶段。中国航天要走完这条路,同样需要时间、资金和多次试错机会。
当前中国商业航天面临的时间压力不容忽视。SpaceX的猎鹰9号已复用超过20次,发射报价压至每次六七千万美元;星舰一旦成熟,成本还将进一步下降。如果中国的可回收火箭迟迟无法稳定运营,低轨星座组网成本将居高不下。对于正在推进的大规模低轨星座计划而言,可回收火箭几乎是刚需。无论是“星网”还是“千帆星座”,都需要在未来数年内发射数千甚至上万颗卫星。依赖传统一次性火箭不仅成本高昂,产能也难以满足需求。可回收火箭的成熟将大幅降低组网门槛,为卫星互联网产业带来盈利可能。
2025年的最后一个月,中国航天在可回收火箭领域交出了一份充满挑战的答卷:朱雀三号和长征十二号甲均成功实现入轨目标,但回收试验均未成功。虽然结果令人遗憾,但这些尝试本身都是技术进步的重要一步。航天技术的发展没有捷径,唯有通过反复试验不断逼近成功。












